Vì sao chip lại trở thành 'cuộc đua vũ trang' mới trên toàn cầu?

Công nghệ bán dẫn, lĩnh vực sản xuất vô cùng phức tạp và có tính rủi ro cao, luôn là cuộc chiến giữa những gã khổng lồ của ngành. Giờ đây, nó còn là cuộc đua giữa các chính phủ.

Linh kiện công nghệ quan trọng này còn được gọi là mạch tích hợp hoặc cách gọi thông dụng hơn là chip. Đây có thể là sản phẩm có kích cỡ nhỏ nhưng lại có quy trình sản xuất khắt khe nhất. Do quá khó và tốn kém, thế giới phụ thuộc vào một số ít công ty, sự phụ thuộc này càng trở nên rõ ràng qua tình trạng thiếu hụt chip trong đại dịch.

Trong thời đại bùng nổ công nghệ, chip cũng đã trở thành một "vũ khí" địa chính trị, với việc Mỹ tăng cường các hạn chế xuất khẩu sang Trung Quốc để kiềm chế sự trỗi dậy của một đối thủ cạnh tranh kinh tế.

Vì sao chip thành 'cuộc đua vũ trang'?

Silicon là trung tâm của mọi đột phá về công nghệ. Phần lớn công nghệ chip hàng đầu thế giới có nguồn gốc từ Mỹ. Tuy nhiên, Trung Quốc là thị trường lớn nhất về linh kiện điện tử và có mong muốn ngày càng tăng trong việc tự sản xuất chip cho chính mình. Điều đó đã khiến ngành công nghiệp này trở thành tâm điểm của Washington khi họ cố gắng hạn chế sự trỗi dậy của đối thủ cạnh tranh châu Á và giải quyết những gì họ cho là các vấn đề an ninh quốc gia.

Về phía mình, Bắc Kinh đã đổ hàng tỷ USD vào các nỗ lực xây dựng ngành công nghiệp chip nội địa và giảm bớt sự phụ thuộc nguồn nhập khẩu, vốn đang ngày càng bị Mỹ hạn chế. Đồng thời, châu Âu và Mỹ đang dành ra một khoản tiền chính phủ khổng lồ để đưa sản xuất chip trở lại trong nước, nhằm giảm bớt điều mà họ gọi là "sự phụ thuộc nguy hiểm vào một vài cơ sở sản xuất ở Đông Á".

Tầm quan trọng của chip

Chip là linh kiện thiết yếu để hiểu và xử lý những khối dữ liệu khổng lồ, giờ đây sánh ngang với dầu mỏ, trở thành huyết mạch của nền kinh tế.

Được tạo ra trên các tấm đĩa bán dẫn làm từ silicon, chip có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Chip nhớ có chức năng lưu trữ dữ liệu, tương đối đơn giản và được giao dịch như hàng hóa. Chip logic chạy chương trình và hoạt động như bộ não của thiết bị, phức tạp và đắt tiền hơn.

Việc truy cập vào các thành phần như bộ tăng tốc AI H100 của Nvidia Corp đã trở nên gắn liền với cả an ninh quốc gia lẫn vận mệnh của các công ty khổng lồ như Google và Microsoft của Alphabet, trong cuộc đua xây dựng các trung tâm dữ liệu khổng lồ nhằm giành ưu thế trong lĩnh vực được coi là tương lai của điện toán.

Nhưng trong thời đại bùng nổ công nghệ hiện nay, ngay cả các thiết bị hàng ngày cũng ngày càng phụ thuộc vào chip. Mỗi lần nhấn nút trong một chiếc xe đầy tiện ích đều cần những con chip đơn giản để chuyển đổi thao tác chạm đó thành tín hiệu điện tử. Và tất cả các thiết bị chạy bằng pin đều cần chip để chuyển đổi và điều chỉnh dòng điện.

Ai kiểm soát nguồn cung?

Sản xuất chip đã trở thành một ngành kinh doanh ngày càng bấp bênh và độc quyền. Các nhà máy mới có giá thành hơn 20 tỷ USD phải mất nhiều năm để xây dựng và cần hoạt động hết công suất 24 giờ một ngày để tạo ra lợi nhuận.

Quy trình khắt khe và đòi hỏi quy mô lớn đã giảm số công ty có khả năng sản xuất chip xuống chỉ còn 3 - Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan (TSMC), Samsung Electronics của Hàn Quốc và Intel Corp của Mỹ.

TSMC và Samsung hoạt động như các xưởng đúc (foundry), cung cấp dịch vụ sản xuất theo hợp đồng cho các công ty trên toàn thế giới. Tất cả các bên, từ Nvidia đến các nỗ lực nội bộ của Microsoft và Amazon, đều phụ thuộc vào việc tiếp cận các cơ sở sản xuất tốt nhất, phần lớn nằm ở Đài Loan.

Intel trước đây tập trung sản xuất chip cho riêng mình, nhưng hiện cũng đang cố gắng cạnh tranh với TSMC và Samsung trong lĩnh vực kinh doanh sản xuất theo hợp đồng.

Ở phân khúc thấp hơn, có một ngành công nghiệp khổng lồ sản xuất các loại chip analog, một thành phần cốt lõi không thể thiếu trong hầu hết các thiết bị điện tử chúng ta đang dùng hàng ngày như điện thoại di động, máy tính, thậm chí cả các hệ thống âm thanh, ô tô, thiết bị y tế,...

Các công ty như Texas Instruments (Mỹ) và STMicroelectronics NV (Pháp - Italia) là những nhà sản xuất hàng đầu cho loại chip này.

Tuy nhiên, Trung Quốc, quốc gia bị cản trở tiếp cận nhiều máy móc cần thiết để sản xuất các bộ phận tiên tiến, cũng đang nhắm đến dòng chip analog, đầu tư mạnh mẽ để thúc đẩy sản xuất và giành thị phần.

Điều gì đang xảy ra?

Bất chấp mức chi tiêu khổng lồ của Trung Quốc, các nhà sản xuất chip của nước này vẫn phụ thuộc vào công nghệ của Mỹ và khả năng tiếp cận công nghệ sản xuất chip ở nước ngoài của họ đang bị thu hẹp.

Mỹ đã áp đặt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu chặt chẽ hơn trong năm 2023 đối với một số loại chip và thiết bị sản xuất chip để ngăn Trung Quốc phát triển các năng lực mà Washington coi là "mối đe dọa quân sự tiềm tàng", như siêu máy tính và trí tuệ nhân tạo.

Vào tháng 10, các biện pháp hạn chế đã được thắt chặt hơn nữa bằng các thỏa thuận đạt được với Nhật Bản và Hà Lan sẽ có hiệu lực vào năm 2024.

Một số công ty công nghệ hàng đầu của Trung Quốc, bao gồm Huawei Technologies, đã bị liệt vào một danh sách đen của Mỹ được gọi là "Danh sách thực thể" (Entity list). Theo đó, các nhà cung cấp công nghệ chip của Mỹ phải được chính phủ phê duyệt mới được phép bán sản phẩm cho các công ty này. Đây là một động thái nhằm hạn chế khả năng phát triển chip cao cấp và xây dựng các ứng dụng AI tiên tiến của Trung Quốc.

Tuy nhiên, Huawei năm nay đã ra mắt điện thoại Mate 60 Pro sử dụng chip Kirin 9000s mới. Bộ xử lý này được Tập đoàn Sản xuất Chất bán dẫn Quốc tế (SMIC) có trụ sở tại Thượng Hải sản xuất với công nghệ 7nm, tiên tiến hơn so với quy định của Mỹ cho phép.

Các chính trị gia Mỹ đã quyết định rằng họ cần phải làm nhiều hơn là chỉ kiềm chế Trung Quốc. Đạo luật Khoa học và Chip năm 2022 sẽ cung cấp khoảng 50 tỷ USD tiền liên bang để hỗ trợ sản xuất chất bán dẫn của Mỹ và thúc đẩy lực lượng lao động lành nghề mà ngành này cần. TSMC, Samsung và Intel, ba nhà sản xuất chip lớn nhất, đều đã công bố kế hoạch xây dựng các nhà máy mới ở Mỹ.

Châu Âu cũng nhảy vào cuộc đua nhằm giảm bớt sự tập trung sản xuất chip ở Đông Á. Các quốc gia Liên minh Châu Âu (EU) đã nhất trí vào tháng 11/2023 về kế hoạch trị giá 43 tỷ euro để khởi động lại năng lực sản xuất chất bán dẫn của họ. Mục tiêu là tăng gấp đôi sản lượng trong khối lên 20% thị trường toàn cầu vào năm 2030.

Ở những nơi khác, Nhật Bản đã dành khoảng 4 nghìn tỷ yên (27 tỷ USD) trong quỹ chính phủ để phục hồi lĩnh vực bán dẫn và hy vọng rằng chi tiêu trong lĩnh vực này, bao gồm cả hỗ trợ của khu vực tư nhân, có thể đạt tới 10 nghìn tỷ yên (67,4 tỷ USD). Một trong những mục tiêu của kế hoạch là gấp ba doanh số bán chip do nội địa sản xuất vào năm 2030.